多巴胺发现已有100多年了,它的产生让人们感觉开心和兴奋。人体各器官均可发现不同浓度的多巴胺,除作为神经递质,可能还有多种作用,例如作为免疫调节分子。
多巴胺人体各器官浓度差异 J Neuroimmune Pharmacol. 2020
多巴胺是免疫递质
多巴胺(Dopamine,DA)是大脑中最著名和研究最多的神经递质之一,控制运动和奖励相关的行为,DA和DA信号异常,导致一系列神经退行性、精神和自身免疫性疾病。
许多病理改变都伴随着持续的神经炎症,DA在免疫调节中起关键作用。外周免疫细胞、小胶质细胞和星形胶质细胞合成、代谢、存储多巴胺,作为一种免疫递质,与免疫细胞多巴胺受体(DRs)结合,来控制免疫细胞功能。
表:免疫细胞多巴胺受体表达
在单核细胞中,多巴胺信号诱导趋化因子的产生,产生趋化作用,免疫细胞迁移增加。对巨噬细胞的研究表明,多巴胺对吞噬作用和NO的产生有双向影响,而应激反应基因、NF-kB激活和促炎介质的释放都增加。在小胶质细胞中,多巴胺信号通过其受体增加了趋化性、吞噬作用、细胞外陷阱的形成和促炎介质的产生,同时减少了NO的产生。D1样受体激活抑制NF-kB,而D2样受体激活NF-kB。在中性粒细胞中,多巴胺通过其受体,增加细胞外陷阱的形成,减少NO的产生和跨内皮迁移,对中性粒细胞吞噬作用的双向影响。嗜酸性粒细胞中的多巴胺信号,已被证明会影响嗜酸性粒细胞数量,高剂量多巴胺导致嗜酸性粒细胞减少,低剂量多巴胺导致嗜酸性粒细胞增多。肥大细胞中,作用于D1样受体的多巴胺已被证明会增加脱颗粒,而D2样受体刺激会减少细胞因子的产生。树突状细胞上D1、D2和D3受体的表达增加,可诱导T细胞中Th1表型。低D2表达,D1表达增加,驱动Th2表型,而D1、D3和D5表达增加以及低D4表达与Th17表型相关。在活化的CD4+T细胞上,多巴胺激活D1样受体,增加IL-5和IL-17的产生;刺激D2样受体,导致IL-2、IL-4和IFN-y的产生减少。在CD8+T细胞上,多巴胺激活D1样受体会导致细胞毒性降低,免疫抑制活性降低。通过作用于静息CD8+T细胞上的D2样受体,多巴胺就减少了IL-10和TNF-a的产生。帕金森病的前馈循环始于多巴胺能系统的破坏,从而增加神经炎症,进而加剧多巴胺能神经功能障碍和死亡,进一步破坏多巴胺能系统。具体来说,a-synuclein聚集触发小胶质细胞免疫活性,导致神经毒性因子(ROS、IL-1b、IL-6和TNF-a)的产生和分泌,从而导致多巴胺能神经元的丢失。神经精神疾病中多巴胺能活性的变化,可能通过影响免疫功能来驱动发病机制,多巴胺能调节的病理变化和多巴胺调节的免疫调节变化之间存在许多相互作用,与多种神经精神疾病的发展有关,包括精神分裂症、双相情感障碍、抑郁和焦虑障碍。在外周免疫细胞中,如T细胞和单核细胞中,可以观察到多巴胺受体和相关多巴胺蛋白的表达水平的改变。在中枢神经系统中,发现了诸如中脑等多巴胺能区域的炎症增加,而中枢神经系统多巴胺的失调可能驱动小胶质细胞的活动,进而调节外周免疫反应。多巴胺能信号通路通过免疫调节驱动皮肤病理改变。角质形成细胞是表皮中最丰富的细胞类型,通过B肾上腺素能或D2受体,通过多巴胺的自分泌和旁分泌信号,介导局部环境中的炎症。皮质醇等应激激素可以增加kruppel样因子9转录因子的表达,从而诱导细胞色素P450 2D6(CYP2D6)的上调。角质形成细胞内的CYP2D6可以将酪胺代谢为多巴胺,这可以导致血清/皮肤多巴胺升高。黑色素的合成与多巴胺的合成有关,因为黑素细胞使用速率限制酶酪氨酸酶将l-酪氨酸转化为l-多巴,该酶在这些细胞中也将l-多巴转化为多帕喹酮。多帕喹酮分别通过酪氨酸酶相关的前蛋白(TYRP1、TYRP2)或半胱氨酸和氧化反应代谢为真黑素和异黑素。病理上,血清和皮肤中多巴胺水平升高,作用于巨噬细胞上的D1样受体,以增加趋化因子CXCL9和CXCL10的产生,从而招募活性CD8+T细胞。在氧化应激的存在下,黑素细胞发生凋亡,并被与被招募的CD8+T细胞相互作用的抗原提呈细胞吞噬。
参考资料
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